汽車道路滑行試驗(yàn)中的精度控制

呂吉徹 孫忠旭

（一汽轎車股份有限公司）

為了提高能源利用效率、創(chuàng)造節(jié)約型社會(huì)[1]，人們對(duì)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求不斷提高。通過在試驗(yàn)場進(jìn)行滑行試驗(yàn)，可以測量出汽車在道路上的等速行駛阻力[2]，進(jìn)而就可以對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性或污染物排放進(jìn)行仿真計(jì)算或使用底盤測功機(jī)進(jìn)行測試[3-4]。因此滑行試驗(yàn)測量行駛阻力時(shí)的精度控制就顯得尤為重要。文章通過在海南熱帶汽車試驗(yàn)場對(duì)某型車進(jìn)行滑行試驗(yàn)，分析滑行阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出試驗(yàn)場障礙物對(duì)儀器接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)存在干擾。在處理數(shù)據(jù)時(shí)消除這些障礙物的影響，就可以提高汽車滑行阻力的試驗(yàn)精度[5-6]。

1　試驗(yàn)過程分析

1.1　試驗(yàn)條件

1）氣象條件。試驗(yàn)應(yīng)在大氣溫度為0～40℃時(shí)進(jìn)行，不應(yīng)有霧、雨或雹；風(fēng)速不大于3 m/s；大氣壓力不低于91kPa；相對(duì)濕度不大于95%。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)的溫度為26.9℃，濕度為42.9%，風(fēng)速為0.5m/s，氣壓為102.2 kPa。

2）道路條件。試驗(yàn)路面應(yīng)是清潔、干燥、平直的混凝土或?yàn)r青（或相類似）路面，其縱向坡度不應(yīng)大于0.1%。

1.2　試驗(yàn)設(shè)備

基于GPS的VBOX III數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[7]，如圖1所示。它基于新一代的高性能衛(wèi)星接收器，能夠提供汽車橫縱向加速度、減速度、平均減速度（MFDD）、制動(dòng)時(shí)間，以及滑行、加速等距離的準(zhǔn)確測量；外接各種模塊和傳感器，可以采集油耗、溫度、加速度、角速度及角度，以及車輛CAN接口信息等其他許多數(shù)據(jù)。由于它的體積較小且安裝簡便，其非常適合于汽車綜合測試時(shí)使用。由于VBOX本身帶有標(biāo)準(zhǔn)的模擬、數(shù)字及CAN總線接口，整個(gè)系統(tǒng)的功能可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行擴(kuò)充。VBOX III完全兼容所有現(xiàn)存的外部功能擴(kuò)展模塊，包括多功能顯示器模塊、數(shù)字信號(hào)輸入模塊ADC03、溫度模塊TC8、頻率輸入模塊FIM03及偏航傳感器YAW03。

采集數(shù)據(jù)后通過對(duì)GPS載波信號(hào)進(jìn)行多普勒頻移轉(zhuǎn)換計(jì)算，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Type I閃存卡中。通過閃存讀卡器連接計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)文件格式進(jìn)行傳輸。VBOXIII數(shù)據(jù)輸入/輸出原理，如圖2所示。

圖2　VBOX III數(shù)據(jù)輸入/輸出原理

1.3　試驗(yàn)結(jié)果及分析

海南熱帶汽車試驗(yàn)場直線性能路的中段有人行天橋和高大的樹木。天橋和樹木對(duì)VBOXIII接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)存在干擾，原理如圖3和圖4所示。

圖4　衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)受干擾的角度圖

某車型的試驗(yàn)總質(zhì)量為1 603 kg，4×2前輪驅(qū)動(dòng)，輪胎型號(hào)為205/55 R16 91V。按照GB/T 12534—1990《汽車道路試驗(yàn)方法通則》[8]和GB 18352.5—2013《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》[9]規(guī)定，在海南熱帶汽車試驗(yàn)場直線性能路進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。試驗(yàn)分為高速（130～90，100～60 km/h）滑行試驗(yàn)和低速（70～30，40～10 km/h）滑行試驗(yàn)，如圖 5和圖 6所示。在直線性能路上往返滑行。

圖5　滑行試驗(yàn)高速滑行曲線圖

圖6　滑行試驗(yàn)低速滑行曲線圖

從圖5和圖6中可以看出，對(duì)汽車進(jìn)行4段滑行試驗(yàn)的曲線均由于有障礙物的干擾導(dǎo)致接收的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，偏差出現(xiàn)在打圈標(biāo)注處。

如果不對(duì)受到干擾的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，結(jié)果必然出現(xiàn)誤差，甚至錯(cuò)誤。用VBOX III中的VBOX Tool進(jìn)行數(shù)據(jù)的平滑處理，可以得到優(yōu)化后的曲線，如圖7所示。

圖7　優(yōu)化后的130～90 km/h滑行試驗(yàn)曲線圖

2018年3月基本型乘用車（轎車）銷售匯總表

指標(biāo)名稱基本型乘用車（轎車）總計(jì)國內(nèi)制造純電動(dòng)排量≤1 L 1 L＜排量≤1.6 L 1.6 L＜排量≤2.0 L 2.0 L＜排量≤2.5 L 2.5 L＜排量≤3.0 L 3.0 L＜排量≤4.0 L 4.0 L以上本月完成/輛1 026 463 1 020 241 39 551 3 230 728 243 233 913 13 089 2 333 64 0本期止累計(jì)/輛2 862 189 2 843 262 77 664 8 124 2 069 059 652 424 30 089 5 947 137 0同期止累計(jì)/輛2 839 536 2 819 651 38 861 11 894 2 237 836 495 821 29 322 5 675 142 100比上月增長/%51.62 51.90 103.32 88.01 50.79 47.01 86.08 69.06 137.04 0.00比同期增長/%3.66 3.77 75.99-45.51-4.99 33.98 15.42 7.81 14.29-100.00比同期累計(jì)增長/%0.80 0.84 99.85-31.70-7.54 31.58 2.62 4.79-3.52-100.00

從圖7可以看出，曲線優(yōu)化后，原來被障礙物干擾后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)波動(dòng)不存在了。其他滑行試驗(yàn)曲線的處理也一樣可以進(jìn)行優(yōu)化，用優(yōu)化后的曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析得到的結(jié)果就會(huì)比未處理的曲線精度高，這樣就消除了試驗(yàn)場障礙物對(duì)試驗(yàn)精度的影響。

2　結(jié)論

從VBOX III接收數(shù)據(jù)后生成的圖像中可以看出障礙物導(dǎo)致的干擾很明顯，運(yùn)用軟件內(nèi)置功能可以很好地消除這種干擾。本方法適用于任何由于試驗(yàn)場障礙物所導(dǎo)致的VBOX III接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)存在的干擾。文中的數(shù)據(jù)處理方法符合要求，數(shù)據(jù)處理后得到的汽車行駛阻力試驗(yàn)結(jié)果的可信度和精度高于國家標(biāo)準(zhǔn)。這為以后解決類似的試驗(yàn)場障礙物對(duì)汽車滑行試驗(yàn)阻力的影響提供了重要的依據(jù)和參考。